Біомаса ціанобактерій після вирощування на стічних водах не має виражених відмінностей біохімічного складу порівняно з чистими культурами, одержаними в синтетичному мінеральному середовищі. Відносно високий вміст і збалансований склад фотосинтетичних пігментів (хлорофілу, каротиноїдів і фікобіліпротеїнів), а також вміст усіх форм білків свідчить про високу фотосинтетичну й білоксинтезуючу активність клітин ціанобактерій, які культивують у стічних водах.

Найбільше вільних амінокислот міститься в біомасі спіруліни: в 1,5-3,8 рази вище, ніж у біомасі решти культур. Причому вміст незамінних амінокислот досягає 50 відсотків їхньої загальної кількості. Ці результати добре узгоджуються з одержаними на чистих культурах результатах пpo високу кормову цінність біомаси ціанобактерій. Таким чином, підібрано культури ціанобактерій для очищення стічних вод спиртозаводів визначено деякі показники очищення. Вміст амонійного азоту зменшується на 21-51 відсоток, нітратного – на 90-97, фосфору – на 50-81, забарвленість – на 25-64, показники ХПК – на 45-71 і БПКп – на 75-82 відсотки. Водночас вивчено біохімічний склад біомаси ціанобактерій, одержаної при очищенні стоків спиртозаводу.

2.1. Переробка післяспиртової барди

Надійний захист водних джерел від забруднення стічними водами промислових виробництв, у тому числі спиртових заводів, що переробляють мелясу – важлива умова функціонування цих виробництв.

Основні недоліки спиртодріжджових підприємств, які переробляють мелясу, – утворення великої кількості післяспиртової й післядріжджової барди для подальшої утилізації, значні витрати соляної (сірчаної) кислоти і, як наслідок, – висока корозійна активність культуральних середовищ. Це призводить до подорожчання технологічного обладнання й утворення високоіонізованих стоків з рН 3,5–5; площі сільгоспугідь під полями фільтрації перетворюються у відстійники барди й стічних вод; неповна утилізація органічних речовин меляси й мелясної барди.

На заводах, що переробляють бурякоцукрову мелясу на етанол, хлібопекарські й кормові дріжджі, діоксид вуглецю, утворюється понад шість мільйонів тонн за рік стоків, які необхідно знешкодити чи утилізувати. Ці стічні води належать до висококонцентрованих і важкоокислюваних. Існуючі способи біологічного їх очищення мають недоліки. Це передусім проблема утилізації надлишкової біомаси, якої утворюється з кілограма органічних речовин при аеробному очищенні 0,4 кг, а при анаеробному – 0,05 кг.

Для таких складних багатокомпонентних стічних вод найкраще підходить комбіноване очищення (біологічне й фізико-хімічне). Було випробувано вплив імпульсного електричного струму й озонування на органічні й неорганічні сполуки з метою їх деструкції. Технологія очищення базується на використанні принципу електролізу рідини із застосуванням розчинних електродів. Цей процес супроводжується рядом електрохімічних явищ і реакцій. При цьому в оброблюваній рідині внаслідок електрокоагуляції відбувається агрегація колоїдних і зважених частинок дисперсної системи, їх взаємодія з гідроксидами металів, одержаними електрохімічним шляхом. У цьому випадку рівновага дисперсної системи зміщується, частинки випадають в осад і виводяться із системи. Очищену рідину піддають озонуванню, завдяки чому можна одночасно досягти знебарвлення, усунення присмаку, запаху й знезараження (внаслідок окислювального впливу на деякі органічні й неорганічні сполуки).

Установка фізико-хімічного очищення складається з реактора, блока живлення, генератора імпульсів, пристрою для відділення осаду й озонатора. Реактор являє собою прямокутну посудину з органічного скла з двома електродами. Між ними засипають залізні окатиші. Під час подачі на електроди імпульсної напруги в місцях контакту окатишів виникає електрична дуга, відбувається локальне перегрівання й випаровування металу з викидом іонів і електродів у рідину. Електрична дуга супроводжується ультрафіолетовим та інфрачервоним випроміненням, відбувається гідравлічний удар з виникненням кавітаційних явищ.

Такий комплексний вплив фізико-хімічних факторів на стічну воду, яка проходить крізь реактор, призводить до того, що складні органічні молекули речовин перетворюються в простіші.

Генератор імпульсів являє собою двотактний тиристорний перетворювач з перезарядкою дозуючих конденсаторів. Він складається безпосередньо з генератора і блока керування. Електричні параметри генератора: імпульсна вихідна напруга – до 1600В, імпульсний – вихідний струм – до 1500А, ємність дозуючих конденсаторів – до 60 мкф. частота вихідних імпульсів – 20 Гц–2кГц.

Озонатор складається з генератора озону й джерела живлення. Озон дуже сильний окислювач, і окислювально-відновлювальний потенціал пари озон – кисень у кислому середовищі становить 2,07 В. [9, С. 24]

На лабораторній установці УкрНДІспиртбіопроду та дослідно-промисловій – Івашківського спиртзаводу (Харківська область) досліджували вплив імпульсного струму й озону на післядріжджову барду з ХПК 26726 мг/л за оптимальних параметрів процесу:

без – озонування: – частота струму – F = 25 Гц, продуктивність установки – Q = 0,5 дм3/хв., напруга – U =320 В;

з озонуванням: частота струму F = 250 Гц, продуктивність установки –0=1 дм3/хв., напруга – U = 450 В. Озонування триває не менше 20 хвилин.

Проведені дослідження показали, що в результаті фізико-хімічної обробки на запропонованій установці в рідині утворюється окислювально-відновлювальне середовище з високим потенціалом окислення (близько 2,5 в). При цьому навіть такі сполуки, як карбонові кислоти (потенціал окислення – 2,2 в), окислюються до СО2 і Н2О.

Таким чином, за допомогою фізико-хімічних методів можна досягти високих показників очищення концентрованих стічних вод спиртових заводів, причому ці методи можна використати для глибокого доочищення стічних вод після біологічного.

2.2. Анаеробно-аеробне очищення стічних вод спиртозаводів

Стічні води спирто-дріжджових заводів – висококонцентровані й важкоокислювальні відходи. Для ефективного їх очищення застосовують різні методи – анаеробні, аеробні та фізико-хімічні.

При анаеробному очищенні концентрованих стічних вод використовують різні типи очисних споруд, зокрема контактні метантенки. Щоправда, ці установки мають низьке органічне та гідравлічне навантаження на одиницю об'єму апарата. Тому для анаеробного очищення таких стоків